機器視覺鏡頭

影像太小相對于物體的放大率

放大鏡頭

=b/a

=NA/NA’

=機器視覺相機元素尺寸/視場實際尺寸

電子放大率是用相機拍照成像在CCD上的像呈現(xiàn)在顯示器的放大倍數(shù)

顯示器放大率是被拍物體通過機器視覺鏡頭成像顯示在顯示器上的放大倍數(shù)

顯示器放大率=（光學放大率）×（電子放大率）

例子：光學放大率=0. 2X, CCD大小1/2（對角線長8mm）,顯示器14〃

電子放大率=14×25.4/8=44.45（倍）

顯示器放大率=0.2×44.45=8.89（倍） （1寸=25.4mm）

視場是機器視覺鏡頭與機器視覺相機連接時物體可被看見的范圍大小

視場的大小是：（CCD格式大?。?（光學放大率）

例子：光學放大率=0.2X，CCD1/2〃（4.8mm長，6.4mm寬）

視場大小：長=4.8/0.2=24（mm）

寬=6.4/0.2=32（mm）

（1）WD物距工作距離（Work Distance，WD）。

（2）FOV視場視野（Field of View，F(xiàn)OV）

（3）DOV景深（Depth of Field）。

（4）Ho：視野的高度

（5）Hi：攝像機有效成像面的高度（Hi來代表傳感器像面的大?。?/p>

（6）PMAG：鏡頭的放大倍數(shù)

（7）f：鏡頭的焦距

（8）LE：鏡頭像平面的擴充距離

搭配技巧

1、相機的主要參數(shù)：

感光面積SS（Sensor Size）

2、機器視覺鏡頭的主要參數(shù)：

焦距FL（Focal Length）

最小物距Dmin（minimum Focal Distance）

3、其他參數(shù)：

視野FOV（Field of View）

像素pixel

FOVmin=SS（Dmin/FL）

如：SS=6.4mm，Dmin=8in，F(xiàn)L=12mm pixel=640*480

則：FOVmin=6.4（8/12）=4.23mm 4.23/640=0.007mm

如果精度要求為0.01mm，1pixels=0.007mm<0.01mm

結(jié)論：可以達到設想的精度

機器視覺鏡頭的選用應考慮一下幾點：

1）鏡頭尺寸應等于或大于攝像機成像面尺寸。例如：1/3″相機機可選1/3″～1″整個范圍內(nèi)的鏡頭，但水平視角的大小都是一樣的。只是使用大于1/3″的鏡頭能夠更多地利用成形，更精確了鏡頭中心光路，所以可提高圖像質(zhì)量和分辨率。

2）選用合適的鏡頭焦距。焦距越大，監(jiān)看距離越遠，水平視角越小，監(jiān)視范圍越窄；焦距越小，監(jiān)看距離越近，水平視角越大，監(jiān)視范圍越寬。鏡頭焦距可按照以下公式估算。

f=A×L/H

(f--鏡頭焦距；A--攝像機CCD垂向尺寸；L--被攝物體到鏡頭距離；H--被攝物體高度)

格式 1英寸 2/3英寸 1/2英寸 1/3英寸 1/4英寸

CCD垂向尺寸 9.6㎜ 6.6㎜ 4.8㎜ 3.6㎜ 2.7㎜

3）考慮環(huán)境光線的變化，光線對圖像的采集效果起著十分重要的作用。一般來說，對于機器視覺系統(tǒng)環(huán)境，我們選用手動光圈鏡頭，將光圈手調(diào)到一個比較理想的數(shù)值后就可不動了。

4）考慮最佳視場范圍。因為鏡頭焦距和水平視角成反比，因此既想看得遠，又想看得寬闊和清晰，這是無法同時實現(xiàn)的。每個焦距的鏡頭都只能在一定范圍內(nèi)達到最佳的監(jiān)看效果，所以如果監(jiān)看的距離較遠且范圍較大，最好是增加攝像機的數(shù)量，或采用電動變焦鏡頭配合云臺安裝。

5）鏡頭接口與攝像機接口要一致?，F(xiàn)在的攝像機和鏡頭通常都是CS型接口，CS型攝像機可以和CS型、C型鏡頭配接，但和C型鏡頭接配時，必須在鏡頭和攝像機之間加接配環(huán)，否則可能碰壞CCD成像面的保護玻璃，造成CCD攝像機的損壞。C型攝像機不能和CS型鏡頭配接。

應用領域

工業(yè)檢測、工業(yè)測量、工業(yè)監(jiān)控、儀器儀表、顯微成像、機器視覺等領域。